Curiosidades sobre los astros, propuestas de observaciones sencillas, aspectos cotidianos pero poco conocidos, todo ello con un enfoque didáctico.

lunes, 14 de diciembre de 2015

El cielo de la Luna

Este lunes día 14 se cumplen 43 años de una fecha importante que nadie recuerda: Cuando Eugene Cernan diera el último paso sobre la Luna. Muchos recordamos el paso de Armstrong, pero claro, no es lo mismo el primero que el último. Después de Cernan nadie  ha vuelto a pisar la Luna y parece que tampoco lo hará en un futuro próximo.
El astronauta Eugene Cernan en la Luna, con la Tierra de fondo.
Por la fase de la Tierra, la foto es del día de llegada a la Luna.
Se ha vuelto con naves no tripuladas.  Japón. Europa, China, India. Y por supuesto EEUU y la Unión Soviética han enviado artefactos espaciales que han orbitado la Luna e incluso se han posado o estrellado en nuestro satélite después de los Apolo, pero ninguna otra persona ha vuelto a mirar el cielo de la Luna.

Vamos a retroceder 43 años y meternos imaginariamente dentro del traje espacial del astronauta Cernan. Quizás lo que hiciera aquel 14 de diciembre de 1972 al dar el último paso sobe la Luna sería mirar la Tierra, su destino de vuelta. Una Tierra enorme, de 2º, casi 4 veces el tamaño aparente de la Luna que vemos desde aquí, y del Sol desde cualquiera de los dos lugares. Pero no la vio redonda, sino en fase menguante.
Ese día en el cielo de la Tierra había luna creciente y la Tierra vista desde la Luna muestra siempre la fase contraria. En los tres días que estuvo allí la vio cambiar apreciablemente de fase, de algo más del cuarto menguante el día 11 de diciembre con un 70% iluminada, a solo el 40% el día 14.


En ese tiempo, no perdió la referencia de donde se encontraba la Tierra, porque ésta prácticamente no se movió en su horizonte. La tuvo siempre en el mismo lugar en el cielo, y quizás hasta le sirviera para orientarse durante los recorridos que hizo en un vehículo que llevaron. La Luna gira sobre su eje, aunque sea despacio, por lo que hay días y noches. En el cielo lunar las estrellas se mueven, el Sol se mueve, pero la Tierra prácticamente no se mueve. Desde la mayoría de los lugares no la veríamos nunca ocultare ni salir por el horizonte Lunar. El motivo es el mismo que por el que la Luna nos enseña siempre la misma cara.
Hay unas secuencias muy difundidas tomadas desde el Apolo XI (y otras similares menos conocidas de otras misiones) que parecen decir lo contrario, porque se ve aparecer la Tierra por el horizonte lunar, y así suele titularse en las ilustraciones de publicaciones que las recogen. “Salida de la Tierra



La nave japonesa Kaguya obtuvo en 2007 unas imágenes similares.
Pero lo que no suele decirse es que ambas fueron tomadas desde vehículos en órbita y el efecto es debido al propio movimiento de la nave.
En realidad en el cielo lunar la Tierra tampoco está totalmente quieta, y se mueve levemente oscilando en una trayectoria de vaivén.
Este movimiento de la Tierra se recoge en estas secuencias. En la parte superior izquierda, está representada la Luna en el tamaño que la vemos desde aquí, para comparar.

video
El ciclo de fases terrestres se ha completado en 29,5 días, pero la oscilación en 27,3 que es lo que dura la rotación y traslación de la Luna. El Sol pasó cerca de la Tierra cuando estaba en fase nueva.
Podría verse la Tierra salir o ponerse, solo desde los lugares límite entre “la cara oculta y la visible” debido a este movimiento oscilatorio. Pero el proceso es relativamente lento, durante el mismo la Tierra cambiaría drásticamente la fase (no como en las imágenes del Apolo), y volvería a aparecer por la misma zona.

Quizás más interesante que conocer lo que vio Cernan, sea imaginar lo que hoy mismo podríamos ver si estuviéramos allí en ese mismo lugar,  junto al Cráter Littrow entre el Mar de la Tranquilidad y el de la Serenidad, justo el día en que se cumplen 43 años: A diferencia de cuando el último astronauta se fue, ahora allí es de noche. Como se ha dicho, veríamos la Tierra prácticamente en el mismo sitio que él la vio:  sobre el horizonte Oeste a unos 50º de altura. Se diría que ha estado sin marcharse de allí esperando que otro humano la mirase, pero no. Allí seguirá siempre. Y además de la Tierra, el cielo se ve impresionante. Desde aquel lugar en concreto durante estos días, además del planeta azul, se ven los mismos astros  que desde aquí, dependiendo del lugar. Concretamente desde la mencionada zona de la Luna donde se posó el Apolo XVII se ve durante estos días el mismo cielo que vemos de madrugada desde Canarias, México, Florida o India por ejemplo. Lo que aquí cambia en horas, allí lo hace en días, aproximadamente. Pero las estrellas y planetas se ven mucho más brillantes en un cielo sin atmósfera. La estrella Aldebarán a punto de ponerse, cerca Orión. Por el Este, lo mismo que en las madrugadas de aquí, están Venus, Júpiter y Marte junto a Spica en la constelación de Virgo. Todo se mueve muy despacio y dos días después, el miércoles 16, saldrá el Sol en un amanecer sorprendente. Aparece de pronto como un fogonazo, sin crepúsculo, sin nada que lo anuncie. Además las estrellas siguen viéndose de día, sobre un cielo que continúa siendo negro porque no hay atmósfera que difunda la luz solar.
Los astros no giran alrededor de nuestra estrella polar, sino de un punto situado a más de 23º de la misma en la constelación del Dragón. Curiosamente ese punto no es el mismo que cuando estuvo Cernan. Se ha desplazado ¡ nada menos que 2º ! desde entonces.
Como la Tierra se ve tan grande, oculta muchas más estrellas y planetas que lo que lo hace la Luna visto desde aquí. Por ejemplo el día 20 de diciembre ocultará a Marte y el 22 casi casi a Venus. Pena que no hubiéramos estado allí el día 10, porque la Tierra ocultó a Aldebarán. Por cierto, esta estrella el día 23 estará, bajo el horizonte, justo en la parte opuesta que la Tierra, porque desde aquí será la Luna la que oculta a Aldebarán. Situaciones paralelas, lógicamente con aproximadamente dos semanas de diferencia (la mitad de la traslación Lunar).
Puedes ver los detalles de este fenómeno al final del post que recogía la anterior  ocultación que está actualizado con los datos de ésta.

Si ya hemos visto bastante del cielo lunar, y todavía nos queda capacidad de imaginación, antes de regresar pensemos dónde podríamos edificar una casa para volver de vez en cuando a pasar unas vacaciones en la Luna, y cómo deberíamos orientar nuestra habitación de manera que desde la cama, la Tierra no se nos marchara nunca de la ventana.



El hecho de que la Tierra apenas se mueva sobre el cielo lunar es debido al anclaje mareal que ha ocasionado que veamos siempre la misma cara de la Luna. Si imaginamos un astronauta en el punto central de esa cara visible, siempre tendrá a la Tierra en su cenit.
Aún así se producen los citados movimientos oscilatorios que no son exactamente todos de la misma amplitud ni dirección, y son del orden de unos  13º  tanto en sentido Este-Oeste como en sentido Norte-Sur completando la ida y vuelta cada traslación lunar. Son debidos a la inclinación de la órbita de la Luna y a su diferente velocidad alrededor de la Tierra en las cercanías de perigeo y apogeo. Este efecto hace que desde la Tierra no se vea siempre exactamente la misma cara lunar, sino que se ladee un poco y nos deje fisgar por los límites de la cara visible, en lo que se llaman las libraciones.

Si comparamos la traslación de la Tierra respecto al Sol con la de la Luna respecto a la Tierra, la diferente altura de la Tierra respecto al horizonte lunar es equivalente a las estaciones terrestres (el Sol alcanza diferente altura meridiana según la estación, y el movimiento Este-Oeste es análogo a la ecuación del tiempo)

Se puede decir que en la Luna hay estaciones; es decir que la culminación del Sol en cada día es a diferente altura, sale y se pone en diferentes lugares del horizonte, habiendo días y noches de duración variable; todo ello como en la Tierra, pero a escala mucho menor pues la inclinación del eje respecto a la eclíptica es de solo 1.5º, y eso a pesar de que la inclinación de la órbita lunar respecto a la eclíptica es de más de 5º.  El año, o periodo tras el que se repiten las estaciones es ligeramente variable, siendo alrededor de los 18.5 días terrestres menor que nuestro año (y que el año sidéreo de la Luna), y está ligado al movimiento de los nodos. Ello se traduce en que el polo celeste cambia rápidamente, produciéndose una revolución completa cada 18,6 años (en la Tierra son 26000 años). En ese breve tiempo el polo celeste describe una vuelta completa de diámetro 3º.
Por eso desde que se fue Cernan hasta ahora,  hay una diferencia de unos 2º en la posición del polo celeste, pero lo cierto es que ha completado más de 2 vueltas. En 1991 ya se había movido 3º.

En realidad no se trata de que el eje lunar tenga una precesión tan exageradamente rápida respecto de su órbita, sino que la que se bambolea es la propia órbita, y el periodo del giro del polo celeste es similar al movimiento de los nodos lunares y consecuencia de él.
Aunque el movimiento de la Luna es muy complicado y depende de numerosos parámetros, en lo que respecta a este tema podría simplificarse diciendo que en intervalos de tiempo no demasiado largos, el eje lunar se mantiene solidario con el plano de la órbita de la Luna, aunque inclinado respecto a su perpendicular (lo mismo que nuestro planeta) y es la órbita la que va modificando su posición con el desplazamiento de los nodos con un periodo de 18,6 años.
Los ángulos están muy exagerados para poder apreciar la situación.


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